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Der drastische Rückgang des arktischen Meereises ist einer der direkten Indikatoren für den fortschreitenden Klimawandel. In den vergangenen vierzig Jahren ist die Eisbedeckung im Sommer um mehr als die Hälfte geschrumpft. Klimamodell-Simulationen sagen voraus, dass die verbleibende Hälfte bis Mitte des Jahrhunderts verschwunden sein könnte, wenn Treibhausgas-Emissionen nicht sofort reduziert werden. Eine Reihe von Studien hat jedoch gezeigt, dass Klimamodelle den Rückgang des arktischen Meereises unterschätzen. Darum sind diese Modelle weniger geeignet, die zukünftige Entwicklung der Eisbedeckung zu quantifizieren. Eine neue Studie beschäftigt sich mit den zugrundeliegenden Problemen und erlaubt es erstmals, den individuellen Beitrag jedes einzelnen zum schrumpfenden Meereis der Arktis zu berechnen.

Das arktische Meereis ist in den letzten 40 Jahren um mehr als die Hälfte geschrumpft. Dies hat einen großen Einfluss auf das Klima, die Albedo und das arktische Ökosystem, einschliesslich Eisbären. Daher ist es enorm wichtig, die zukünftige Entwicklung der Meereisbedeckung zu verstehen und korrekt vorherzusagen. Bild: Katja Riedel
Das arktische Meereis ist in den letzten 40 Jahren um mehr als die Hälfte geschrumpft. Dies hat einen großen Einfluss auf das Klima, die Albedo und das arktische Ökosystem, einschliesslich Eisbären. Daher ist es enorm wichtig, die zukünftige Entwicklung der Meereisbedeckung zu verstehen und korrekt vorherzusagen. Bild: Katja Riedel

Für jede Tonne Kohlendioxid, die ein Mensch auf der Erde produziert, verschwinden drei Quadratmeter arktisches Sommermeereis. Dies ist das Ergebnis einer Studie, die vor kurzem in der Zeitschrift Science von Dirk Notz, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Meteorologie und Julienne Stroeve vom amerikanischen National Snow and Ice Data Centre veröffentlicht wurde. Die Forscher verglichen Modellrechnungen mit Daten aus Satellitenmessungen und entdeckten, dass Klimamodelle den Rückgang des arktischen Meereises unterschätzen. Um dieses Problem zu lösen, brachten sie Eisbeobachtungen vor Ort mit der zukünftigen Entwicklung des arktischen Sommermeereises in direkte Beziehung. Die Forscher untersuchen den Zusammenhang zwischen Kohlendioxidemissionen und der Ausdehnung des arktischen Sommermeereises und stellen fest, dass sie sich zueinander linear verhalten. „Die beobachteten Zahlen sind sehr einfach“, erklärt Autor Dirk Notz. „Für jede Tonne Kohlendioxid, die eine Person auf der Erde emittiert, gehen drei Quadratmeter arktisches Sommermeereis verloren“.

Wissenschaftler nehmen arktische Meereisproben in der Nähe von Spitzbergen. Die Untersuchung dieser Proben gestattet ihnen, die Faktoren, die die Entwicklung des Meereises beeinflussen, besser zu verstehen und damit letztendlich die Klimamodelle zu verbessern. Bild: Dirk Notz
Wissenschaftler nehmen arktische Meereisproben in der Nähe von Spitzbergen. Die Untersuchung dieser Proben gestattet ihnen, die Faktoren, die die Entwicklung des Meereises beeinflussen, besser zu verstehen und damit letztendlich die Klimamodelle zu verbessern. Bild: Dirk Notz

„Bisher war der Klimawandel oft sehr abstrakt: Mit unseren neuen Ergebnissen können wir diese Wahrnehmung verändern“, sagt Co-Autorin Julienne Stroeve. „Zum Beispiel ist es jetzt sehr einfach, zu berechnen, dass die Kohlendioxid-Emissionen für einen Flug von London nach San Francisco zum Beispiel etwa fünf Quadratmeter arktisches Meereis kosten.“

Die Studie gibt der Öffentlichkeit und den Politikern zum ersten Mal eine konkrete Vorstellung von den Folgen der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Zum Beispiel würde eine vierköpfige amerikanische Familie fast 200 Quadratmeter Meereis pro Jahr „verbrauchen“, ausgehend von den U.S. Emissionen im Jahr 2013. Über drei Jahrzehnte wäre diese Familie für die Zerstörung von einer Meereisfläche in der Grösse eines Fußballfeldes verantwortlich.

Dargestellt in blau ist die tägliche arktische Meereis-Ausdehnung für das Jahr 2016, in grün gestrichelter Linie die Ausdehnung für 2012. Die durchschnittlich Ausdehnung von 1981 bis 2010 ist in dunkelgrau dargestellt. Der graue Bereich um die mittlere Linie zeigt den Bereich der zweifachen Standardabweichung. Bild: National Snow and Ice Data Center
Dargestellt in blau ist die tägliche arktische Meereis-Ausdehnung für das Jahr 2016, in grün gestrichelter Linie die Ausdehnung für 2012. Die durchschnittlich Ausdehnung von 1981 bis 2010 ist in dunkelgrau dargestellt. Der graue Bereich um die mittlere Linie zeigt den Bereich der zweifachen Standardabweichung. Bild: National Snow and Ice Data Center

Während Klimamodelle ebenfalls den beobachteten linearen Zusammenhang zwischen Meereisfläche und Kohlendioxidemissionen simulieren, zeigen sie meist eine wesentlich geringere Empfindlichkeit der Eisbedeckung als beobachtet. Die neue Studie fand, dass dies höchst wahrscheinlich daran liegt, dass die Modelle die Erwärmung der Atmosphäre in der Arktis unterschätzen, die durch eine bestimmte Kohlendioxid-Emission verursacht wird. „Es sieht so aus, als ob nicht in erster Linie die Meereismodelle für die Diskrepanz verantwortlich sind. Das Eis im Modell schmilzt zu langsam, weil sie die arktische Erwärmung zu schwach annehmen“, sagt Stroeve.

Der Vergleich der arktischen Meereisausdehnung für September basierend auf  Beobachtungen und Computersimulationen zeigte Wissenschaftlern des National Snow Ice Data Center (NSIDC) und des National Center for Atmospheric Research (NCAR), dass das Meereis schneller schrumpfte, als es von irgendeinem der achtzehn verwendeten Computermodelle vorhergesagt wurde, das das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) für ihren Bericht im Jahr 2007 benutzte. Bild: NSIDC aktualisiert mit September 2007 Minimumdaten von Sagredo.
Der Vergleich der arktischen Meereisausdehnung für September basierend auf Beobachtungen und Computersimulationen zeigte Wissenschaftlern des National Snow Ice Data Center (NSIDC) und des National Center for Atmospheric Research (NCAR), dass das Meereis schneller schrumpfte, als es von irgendeinem der achtzehn verwendeten Computermodelle vorhergesagt wurde, das das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) für ihren Bericht im Jahr 2007 benutzte. Bild: NSIDC aktualisiert mit September 2007 Minimumdaten von Sagredo.

Was die zukünftige Entwicklung des arktischen Meereises betrifft, kommen die Forscher zu dem Schluss, dass das arktische Sommermeereis das globale Ziel von 2 °C Erwärmung, das bei der jüngsten UN-Klimakonferenz vereinbart wurde, nicht überleben wird. Angesichts der beobachteten Empfindlichkeit der Meereisbedeckung, wird das Meereis im Sommer verschwunden sein, wenn weitere 1000 Gigatonnen Kohlendioxid emittiert werden. Diese Menge wird in der Regel als grobe Schätzung der zulässigen Emissionen angenommen, um die globale Erwärmung auf 2°C zu begrenzen. Nur für das viel niedrigere Emissionsszenarium, das die globale Erwärmung auf unter 1,5 ° C begrenzt, wie es das Pariser Abkommen gefordert hat, hat das arktische Sommermeereis eine realistische, langfristige Überlebenschance, so die Autoren Dirk Notz und Julienne Stroeve.

Wissenschaftlicher Artikel: Observed Arctic sea-ice loss directly follows anthropogenic CO2 emission, Dirk Notz and Julienne Stroeve, Science, Science 03 Nov 2016, DOI: 10.1126/science.aag2345

Das arktische Meereis wird nur dann eine langfristige Überlebenschance haben, wenn die globale Erwärmung auf unter 1,5 °C begrenzt werden kann. Dies erfordert eine erhebliche Reduzierung der Kohlendioxidemissionen. Bild: Katja Riedel
Das arktische Meereis wird nur dann eine langfristige Überlebenschance haben, wenn die globale Erwärmung auf unter 1,5 °C begrenzt werden kann. Dies erfordert eine erhebliche Reduzierung der Kohlendioxidemissionen. Bild: Katja Riedel

Quelle: Max-Planck-Gesellschaft